RFID在內(nèi)河船舶識(shí)別中的應(yīng)用

挑戰(zhàn)和需求

我國(guó)已經(jīng)跨入了全面建設(shè)小康社會(huì)的時(shí)期，建設(shè)“和諧社會(huì)”成為現(xiàn)階段我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)，如何更好地加強(qiáng)水上運(yùn)輸監(jiān)管設(shè)施的建設(shè)，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全，保護(hù)環(huán)境，保障經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，成為港航部門的重中之重。近年來(lái)，隨著陸路交通逐步顯現(xiàn)物流運(yùn)量瓶頸，提高水運(yùn)效率，改善水運(yùn)監(jiān)管環(huán)境逐步成為沿江各城市的發(fā)展戰(zhàn)略。在傳統(tǒng)“黃金水道”的長(zhǎng)三角和運(yùn)河沿線地區(qū)，各個(gè)主要城市都在制定雄心勃勃的“水運(yùn)強(qiáng)市”、“數(shù)字港航”工程計(jì)劃，充分發(fā)揮其內(nèi)河航運(yùn)的優(yōu)勢(shì)，降低物流運(yùn)輸成本，提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，以利于進(jìn)一步支持經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展。

在實(shí)際業(yè)務(wù)環(huán)境中，信息技術(shù)獲得了廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用。各個(gè)內(nèi)河港航城市均已投入大量人力物力加快信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)步伐和科技投入力度，例如建立健全整個(gè)航區(qū)的船舶中心數(shù)據(jù)庫(kù)，依據(jù)港航管理業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)船舶年審、進(jìn)出港簽證、稽征繳費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、信息綜合利用等業(yè)務(wù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)管理。這些依靠先進(jìn)信息技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了不停航檢查，打破了“屬地管理”的傳統(tǒng)模式，為打造“數(shù)字港航”奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，但在這些系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管模塊中，仍然采用人工錄入船名船號(hào)的采集方式。如果出現(xiàn)船名船號(hào)被遮蓋、夜間看不清、船舶流量過(guò)大及操作者困乏的狀況，這就可能造成船名船號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，成為打造“數(shù)字港航”的最大瓶頸。那么，有沒有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的辦法解決船舶船號(hào)的自動(dòng)識(shí)別呢？有，這就是近幾年走向成熟的新技術(shù)，即射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）。

RFID是起源于上世紀(jì)50年代的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。一個(gè)典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng)通常由標(biāo)識(shí)特定目標(biāo)物體的電子標(biāo)簽、接收電子標(biāo)簽信號(hào)的閱讀器以及應(yīng)用軟件組成。與傳統(tǒng)的磁卡、接觸式IC卡相比，RFID技術(shù)完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化操作且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。電子標(biāo)簽可以采用特殊的封裝方式，有效抵御油漬、灰塵污染等惡劣環(huán)境的腐蝕和侵襲。

射頻識(shí)別系統(tǒng)按電子標(biāo)簽的供電方式可分為有源和無(wú)源兩類。無(wú)源標(biāo)簽所需工作能量需要從讀寫器發(fā)出的射頻波束中獲取，經(jīng)過(guò)整流、存儲(chǔ)后提供，成本較低，但射頻功率較大。有源標(biāo)簽本身帶有微型電池，由于不需要射頻供電，其識(shí)別距離更遠(yuǎn)，讀寫器需要的功率較小，具有讀寫穩(wěn)定、防沖突性能佳、攜帶物品信息量大等優(yōu)點(diǎn)，這在船舶識(shí)別應(yīng)用中都是關(guān)鍵的性能要求。

應(yīng)用方案

憑借在有源RFID技術(shù)的深厚基礎(chǔ)，優(yōu)利通推出了系列電子標(biāo)簽和有源產(chǎn)品，受到了市場(chǎng)的熱烈歡迎，其穩(wěn)定的產(chǎn)品性能、強(qiáng)大的技術(shù)支持力量和完善的售后服務(wù)體系為上海秀派在各個(gè)RFID應(yīng)用領(lǐng)域贏取了不計(jì)其數(shù)的忠誠(chéng)客戶，在極具挑戰(zhàn)的高速公路不停車收費(fèi)應(yīng)用和嚴(yán)酷條件下的船舶識(shí)別應(yīng)用也均有建樹。

在進(jìn)出航區(qū)的船舶上安裝有源電子標(biāo)簽（為防止挪用，安裝方式可以采取特殊措施，實(shí)現(xiàn)防拆卸要求），標(biāo)簽內(nèi)可以存儲(chǔ)與船舶有關(guān)的個(gè)體信息或者貨運(yùn)信息。航道上安裝遠(yuǎn)距離閱讀器，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口RS232/485接口與后臺(tái)鏈接，在不易布線的區(qū)域還可以鏈接一個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊（GPRS/CDMA）與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)通訊。這樣，安裝了電子標(biāo)簽的船舶通過(guò)航道時(shí)就會(huì)在最遠(yuǎn)80米的范圍內(nèi)被閱讀器識(shí)別和讀取數(shù)據(jù)。在閱讀器安裝地點(diǎn)的下游可以安排港監(jiān)管理艇，港監(jiān)管理艇內(nèi)的計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線上網(wǎng)系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫(kù)保持聯(lián)機(jī)狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管人員就可通過(guò)顯示的結(jié)果有針對(duì)性地隨時(shí)實(shí)施對(duì)重載船舶的不停航檢查。如果通過(guò)的是一艘證照不齊或證照過(guò)期的問題船舶，港監(jiān)管理艇就可以迅速出艇檢查。當(dāng)然，港監(jiān)管理艇也可以使用便攜式的移動(dòng)閱讀器實(shí)現(xiàn)對(duì)所有相關(guān)船只的稽查管理目標(biāo)。以下是一些應(yīng)用方案的具體細(xì)節(jié)說(shuō)明：

1.閱讀器的安裝。閱讀器應(yīng)安裝在一個(gè)適當(dāng)位置，確保能夠100％的讀取到所有經(jīng)過(guò)航道的船舶電子標(biāo)簽?？梢圆扇》謩e安裝在航道兩側(cè)和跨河橋梁上的部署策略：橋梁高度一般不會(huì)超過(guò)30米，所以將閱讀器安裝在橋梁下側(cè)并盡量覆蓋橋梁下部區(qū)域的大部分。這時(shí)不管船舶通過(guò)該橋梁下側(cè)的任何位置時(shí)，射頻天線與船舶的間距確保不會(huì)超過(guò)30米，從而保證了閱讀器對(duì)電子標(biāo)簽的有效讀寫，也確保了船名船號(hào)的正確有效識(shí)別。

2.電子標(biāo)簽卡在船舶上的安裝。從系統(tǒng)穩(wěn)定性出發(fā)，采用有源電子標(biāo)簽較為合適。電子標(biāo)簽一般安裝在船員較少觸及且干擾少的區(qū)域，比如船舶駕駛窗的上側(cè)是最佳安裝位置。有源電子標(biāo)簽具有很高的防護(hù)等級(jí)，外殼堅(jiān)固，可以有效抵御雨水侵襲并且安裝方便，抗污染能力強(qiáng)，即使是某些沒有駕駛窗的運(yùn)輸拖船上直接安裝也能可靠使用。

3.用政策手段確保電子標(biāo)簽的發(fā)放。RFID技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)河港航管理的應(yīng)用仍然較少，船戶可能對(duì)該技術(shù)的操作以及經(jīng)濟(jì)性存在各種疑惑，從而導(dǎo)致不配合的局面出現(xiàn)。最主要的問題是船戶認(rèn)為有了電子標(biāo)簽受到了港航管理部門的監(jiān)視而不配合。港航管理部門一方面應(yīng)通過(guò)宣傳的方式讓船戶接受，另一方面應(yīng)該制定相應(yīng)政策來(lái)制約不配合的船戶，以確保電子標(biāo)簽的順利發(fā)放。對(duì)于外港籍船舶，可以在進(jìn)出港簽證時(shí)發(fā)放電子標(biāo)簽，以確保本航區(qū)內(nèi)所有船舶都能通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管理。

系統(tǒng)功能

基于有源RFID技術(shù)的船舶身份識(shí)別及進(jìn)出港自動(dòng)監(jiān)管系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能：

1、自動(dòng)記錄船舶進(jìn)出港：系統(tǒng)無(wú)需船舶工作人員進(jìn)行手動(dòng)操作能自動(dòng)將身份信息反饋到監(jiān)控中心。船舶主管部門可以通過(guò)管理（監(jiān)控）中心清楚地掌握每艘船舶地進(jìn)出港的狀態(tài)，此外，還可以通過(guò)安裝在港口的視頻監(jiān)控觀看實(shí)時(shí)進(jìn)出港情況，并進(jìn)行視頻圖象記錄，以備后續(xù)查詢。

2、防止船舶帶病出港：當(dāng)帶病船舶出港時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)提醒主管部門，從而采取有效措施阻止其外出作業(yè)。

3、船舶出港時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)通信鏈路自動(dòng)提醒船舶開啟AIS系統(tǒng)及衛(wèi)星船位監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)向出港船只發(fā)送各種重要信息，包括出港問候，船舶注意航行安全提醒，主管部門的各種通知和通告等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)船只未開啟相應(yīng)AIS系統(tǒng)或衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提醒主管部門采取措施。

4、當(dāng)船舶進(jìn)港時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)通過(guò)通信鏈路向船只發(fā)送回港問候，主管部門的通知公告等各種信息。

5、不停船檢查及問題船舶管理。通過(guò)遠(yuǎn)距離射頻的數(shù)據(jù)傳輸，主管部門的執(zhí)法船可實(shí)現(xiàn)對(duì)航行船舶的不停船檢查。在檢查過(guò)程中，由于執(zhí)法船的系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)向中心數(shù)據(jù)庫(kù)查詢船舶資料，如違章船舶、年檢過(guò)期、證書過(guò)期等問題船舶將無(wú)所遁形有效杜絕黑名單船舶出海生產(chǎn)。

6、錨地統(tǒng)計(jì)：在各個(gè)錨地統(tǒng)計(jì)錨地內(nèi)船舶數(shù)量，從而有效的管理船只停泊。

7、流量統(tǒng)計(jì)：可精確統(tǒng)計(jì)過(guò)往船舶的流量。

方案特點(diǎn)

大流量：極高的防沖突性，采用多種防沖突方案，可支持200個(gè)以上標(biāo)簽的同時(shí)讀取；

支持高速度移動(dòng)讀取，標(biāo)識(shí)卡的移動(dòng)時(shí)速可達(dá)200公里/小時(shí)以上。

高可靠性，工作溫度-40℃~85℃，防水，防沖擊，滿足工業(yè)級(jí)環(huán)境的應(yīng)用。

高抗干擾：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求，安裝方便簡(jiǎn)單。

全球開放的ISM微波頻段，無(wú)須申請(qǐng)和付費(fèi)。

超低功耗：對(duì)人體很安全，無(wú)健康損害。

船舶通行記錄。船舶每次經(jīng)過(guò)監(jiān)控點(diǎn)，都會(huì)自動(dòng)地100%地被記錄到中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。

不停船檢查。港監(jiān)管理艇可實(shí)現(xiàn)對(duì)航行船舶的不停船檢查，極大方便監(jiān)管工作。

過(guò)閘費(fèi)管理。按航次收取過(guò)閘費(fèi)的船閘，使用該識(shí)別系統(tǒng)結(jié)合收費(fèi)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信用船戶的不停船收費(fèi)，有效提高船閘通過(guò)率和減少堵航幾率。

“四自”航道的收費(fèi)管理。在“四自”航道入口處安裝該識(shí)別系統(tǒng)能有效記錄進(jìn)入“四自”航道的船舶，結(jié)合船舶的信用帳戶，可實(shí)現(xiàn)費(fèi)用代扣代繳。

船舶證書防偽。為逃避處罰和逃避繳費(fèi)，船舶證書資料、船名船號(hào)造假猖獗。采用RFID技術(shù)后，由于電子標(biāo)簽ID號(hào)碼的全球唯一性，加上電子標(biāo)簽的防拆卸措施，能徹底消除此類問題。

問題船舶管理。由于識(shí)別控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)向中心數(shù)據(jù)庫(kù)查詢船舶資料，如違章船舶、年檢過(guò)期、證書過(guò)期等問題船舶將無(wú)所遁形。

流量、運(yùn)量統(tǒng)計(jì)。可精確自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出過(guò)往船舶的流量以及貨運(yùn)量。